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공기를 이용한 가스하이드레이트 생산법 개발
그동안 전 세계적으로 석탄이나 석유를 능가하는 막대한 미래 에너지자원인 가스하이드레이트를 안정적으로 생산할 수 있는 방법을 찾으려고 심혈을 기울여 왔으나 뚜렷한 해답을 찾지 못하고 있다.
기존의 기술들이 지닌 한계성도 있지만, 해저 지층의 일부를 이루고 있는 가스하이드레이트 층의 붕괴로 인한 지반 침하 및 해저 생태계 파괴와 같은 엄청난 지구적 재앙과 피해를 극복할 획기적 기술이 아직 나오지 않고 있다.
우리 학교 생명화학공학과 이흔 교수팀은 해저에 묻혀 있는 가스하이드레이트 층을 거의 손상하지 않고 얼음 결정 형태로 이루어진 하이드레이트 구조에 갇혀있는 막대한 양의 천연가스를 회수하고, 대신 그 빈자리에 지상에서 주입된 공기나 공기와 혼합가스를 집어넣는 획기적인 개념을 수립했다.
연구팀은 다양한 조건의 가스하이드레이트 층에 해리와 맞교환이 동시에 일어나는 새로운 개념의 회수원리를 직접 적용해 자발적 천연가스 생산을 완벽히 입증했다.
이러한 공기 주입법은 이산화탄소 격리 저장과 해저 에너지 자원을 개발 생산하는 문제를 동시에 해결할 수 있는 새로운 개념의 원천기술이다.
자연현상 원리로 진행되는 천연가스 생산과정은 국내외에 특허 등록 및 출원됐으며 우리나라의 독보적인 기술로 KoFAST-2(Korea Field-Adapted Swapping Technology, 한국 필드 적응형 맞교환기술)라고 명명했다.
이에 앞서 이흔 교수팀이 개발해 국내외에 특허가 등록된 KoFAST-1은 이미 전 세계에 주목을 받고 있으며, 미국 메이저 석유가스회사인 코노코필립스(ConocoPhillips)가 2012년 4월 미국 알라스카 노스슬로프(North Slope)에 이산화탄소와 질소 혼합가스를 주입해 천연가스를 성공적으로 시험 생산함으로써 KoFAST 기술의 상업화 검증이 이루어졌다.
이번에 개발된 KoFAST-2에서는 대기 중의 공기를 직접 이용함으로써 생산 비용과 효율을 획기적으로 향상시켰다.
KoFAST-2는 KoFAST-1 보다 광범위한 천연 가스하이드레이트 필드에 적용 가능한 기술로, 기존 맞교환 기술의 잠재성을 최대한으로 끌어올린 신기술이다.
이흔 교수는 이번 연구에 대해 “셰일가스와 함께 차세대 에너지 양대 축인 가스하이드레이트 생산 원천기술을 국내에서 확보함으로써 전 세계 에너지자원 개발에 전환적 돌파구를 마련했다”며 “우리나라 동해에 부존된 막대한 양의 에너지자원 확보에도 절대적 기여가 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업과 산업통상자원부 가스하이드레이트사업으로 수행됐다.
<그림설명> 공기를 이용한 심해 가스하이드레이트 생산 모식도
2014.10.27
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서남표 총장 칼럼 Only choice for Korea’s future
서남표 총장이 코리아 헤럴드 2010년 11월 9(화)자 칼럼을 실었다.
제목: Only choice for Korea’s future
신문: 코리아 헤럴드
저자: 서남표 총장
일시: 2010년 11월 9일(화)
기사보기: Only choice for Korea’s future
2010.11.09
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김도현교수, 교육과학기술부장관상 수상
- 반도체 실리콘 기판에 존재하는 나노스케일 결함의 해석 및 전산모사 기술 개발 -
우리학교 생명화학공학과 김도현 교수가 "NANO KOREA 2010" 심포지엄에서 반도체 실리콘 기판내의 나노스케일 결함 해석 기술로 "나노연구혁신부문 교육과학기술부 장관상"을 수상하였다.
김도현 교수는 반도체 회로의 미세화에 따라 나노스케일 결함에 대한 중요성이 커지는 시점에 이를 예측하고 해석할 수 있는 전산모사 기술을 개발한 연구 성과를 인정받았다.
김 교수팀은 원자단위의 해석 모델을 이용하여, 반도체용 실리콘 기판 내 수nm에서 수십nm까지의 결함을 해석하는 모델을 개발하였으며, 이를 통해 실리콘 단결정 성장 공정과 반도체 Fab 공정을 연계해서 기판 내의 결함을 해석할 수 있는 전산모사를 수행함으로써 실제 결함의 생성과 성장거동을 성공적으로 예측하였다.
[그림1] 결정성장시 생성되는 산소농도 차이에 의해 발생되는 Nano-void의 분포를 나타내었으며 이를 원자 모델을 이용해서 산소농도에 따른 Nano-void 형성를 예측한 결과
[그림2] 결정성장시 발생한 결함이 반도체 Fab 공정에서 oxygen precipitate로 성장하는 과정을 전산모사를 통해 나타낸 결과
[붙임] 용어 설명
반도체 회로 미세화 : 반도체의 Design rule로 Moore"s law에 의해 반도체의 회로 밀도가 18개월 주기로 2배로 늘어나게 된다. 이러한 밀도의 증가를 위해서는 회로 선폭의 감소와 함께 이에 따른 기판의 요구품질도 지속적으로 높아지게 된다.
결정성장 : 다결정 실리콘을 단결정 실리콘으로 성장시키는 방법으로서, 본 연구는 반도체용으로 많이 사용되고 있는 CZ법 (Czochralski)에 대한 연구다.
결함의 종류 : 결함의 종류에는 void성 결함과 precipitate성 결함이 존재한다. Void 성 결함은 vacancy간의 결합을 통해 형성되며, precipitate성 결함은 주로 oxygen과의 결합으로 발생한다.
결함의 영향 : 반도체 칩을 제작하는 중에 회로 설계 영역 즉 표면에서 수 nm까지의 영역에 결함이 존재하는 경우에는 oxidation 두께의 차이가 발생하여 반도체의 불량을 초래할 수 있다.
[그림3] 반도체 수율에 미치는 Grown-in 결함의 영향
2010.08.19
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김두철교수 고등과학원 제5대 원장 취임
통계물리 분야의 석학인 김두철(金斗哲) 교수가 7월 1일 오후4시 고등과학원 1호관 국제회의실에서 각계 분야 귀빈들이 참석한 가운데 고등과학원(KIAS: Korea Institute for Advanced Study, www.kias.re.kr) 5대 원장으로 취임했다.
김 교수는 1948년 서울에서 출생하여 경기고등학교와 서울대학교 전자공학과를 졸업하고, 미국 존스홉킨스 대학(Johns Hopkins University)에서 전기공학(통계물리학) 박사 학위를 취득했다.
1977년 11월부터 서울대학교 물리학부 교수로 재직하였고, 2000년부터 2004년까지 물리학부 학부장을, 1999년부터 2006년까지 BK21 서울대학교 물리연구단장직을 역임했다.
2010.07.01
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KAIST, 아제르바이잔 국립경제대학교와 원격강의 실시
강의는 글로벌e러닝센터의 화상강의시스템을 이용해 “성공적 전자정부를 위한 한국의 사회-
기술적 인프라 개발(Social-Technical Infrastructure Development for Successful e-Government in Korea)”이라는 주제로 진행됐다.
문 교수의 이번 원격강의는 영어로 진행됐으며, 인터넷 통신망을 이용 우리학교와 아제르바이잔 현지 강의실을 서로 연결하여 대형 스크린을 통해 강의와 질의응답이 실시간으로 이뤄졌다. 지난달 31일에는 경희대 윤지웅 교수가 “한국의 전자정부 현황과 경제적 효과(Overview of e-Government and Its Economic Impact in Korea)”라는 주제로 우리학교와 ASEU간의 1차 원격강의를 진행한 바 있다.
수강생 36명은 ASEU의 인재 집단 육성 프로그램 (Special Talented Group Program)에 소속된 학생들로 이들은 향후 정부 경제 관료로 집중 육성된다.
아제르바이잔은 카스피해 서부 연안에 위치한 국가로 우리나라와는 92년 수교체결 후 정치,경제적으로 우호적인 관계를 유지해왔다. 아제르바이잔 정부는 e-Government 구축 프로젝트를 시작하는 단계다. 우리나라의 전자정부를 성공적 구축, 운영의 모델로 삼고 있으며, 아제르바이잔 정보통신부(Ministry of Communication and Information Technologies)와 ASEU의 요청에 의해 이번 강의는 이뤄졌다.
아제르바이잔 정보통신부 직원으로 본교 Global IT Technology Program 박사과정에 재학 중인 일라하 르자예바 (Ilaha Rzayeva)는 “이번 강의는 e-Government 구축을 위한 요건, 적용 사례, 기대 효과 등의 전반적인 내용을 한국의 실제적인 사례를 통해 배울 수 있는 매우 유익한 시간 이었다”며, “향후 한국에서 석, 박사 과정을 진학하고자 하는 학생들에게 큰 동기를 부여한 계기가 됐다“고 말했다.
글로벌e러닝센터는 이번 실시간 원격강의를 총체적으로 기획, 운영했다. 이용훈 정보과학기술대학장은 “이번 강의를 계기로 본교의 화상강의시스템을 이용해 해외 대학, 연구기관과의 교육 교류, 협력이 활발해지길 기대한다고”말했다.
한편, ASEU는 KAIST와 함께 e-Government관련 joint project를 수행하고자하는 의향을 밝혔다.
* 아제르바이잔 국립경제대학교 (Azerbaijan State Economic University, ASEU)ASEU는 아제르바이잔의 수도 바쿠에 위치한 최대 규모의 국립대학으로 1934년에 설립되었으며 현재 19000명 이상의 학생이 재학 중이다. 14개의 학부가 있으며 International Economics Relations, Finance, Commerce등 주로 경제 분야로 구성되어 있다.
우리학교 경영과학과 문정훈 교수는 아제르바이잔 최고 대학 중 하나인 아제르바이잔 국립경제대학교(Azerbaijan State Economic University, ASEU) 학생들을 대상으로 4월 28일 2시부터5시까지 세 시간에 걸쳐 실시간 원격강의를 진행했다.
2010.04.28
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2010 EEWS 녹색기술 연구과제 확정
우리학교는 2010년도 EEWS 7대 주력과제를 포함해 총27개의 EEWS 연구과제를 선정, 지원하기로 했다. EEWS(Energy, Environment, Water, and Sustainability)란 에너지 고갈, 환경 오염과 기후변화, 물부족 및 지속가능한 성장 등 21세기 인류가 직면하고 있는 문제들을 해결하는 노력으로, 카이스트가 2008년부터 EEWS기획단을 구성하여 집중 연구하고 있는 분야를 뜻하며, 국가 녹색성장 및 녹색기술에 대응된다.
EEWS기획단은 2009년 10개 연구분야에서 24개 연구과제를 지원해 특허출원 28건, 특허 등록 6건, SCI급 논문 57편 발표 등의 성과를 거둔 바 있다.올해에는 지난해 과제의 성과와 중요성을 평가하여 7개 과제를 주력과제 (Flagship Project : ▲유연한 리튬전지 ▲안전한 핵연료 재사용 ▲고효율 바이오부탄올 ▲액체연료형 고체산화물 연료전지 ▲한국형 LED 조명 ▲인공광합성 ▲나노유기태양전지)로 선정하였으며, 신규 과제 9개(▲에너지절약형 담수화시스템 ▲ 초박막실리콘 태양전지 외 7개 과제)등 총 27의 연구과제를 지원하기로 했다.
EEWS기획단(단장 이재규)은 산발적이고 소규모인 개별 연구프로젝트를 전략적으로 기획 연계함으로써 대형 융합과제를 발굴, 새로운 과학영역 창조 및 대한민국 녹색산업의 핵심 원동력을 발굴하고 있다. 선정된 모든 과제는 EEWS국제워크숍(9월)과 중간평가(7~8월) 및 최종평가(익년 1월) 등 면밀한 평가를 통해 매년 성과물을 발표하고 있다.
EEWS기획단은 EEWS최고전략과정을 통해 최고경영자들에게 녹색성장 기술과 산업화 기법을 전수하여 연구결과를 사업화로 연결하고 있다. 2010년 상반기에 수강중인 제2기에는 유경선 유진그룹회장이 동기회장을 맡고 있으며, 신상훈 신한지주사장, 정회훈 DFJ Athena Korea 사장, 녹색성장위원회 김재정 국장 등 우리나라 녹색산업, 금융, 정책의 지도자들이 녹색성장시대를 토론하며 대비하고 있다. 또한 EEWS대학원을 통해 석,박사 전문기술인력을 양성중이며, 기후변화 정책에 관한 MBA를 배출하고 있다.
[그림 : 7대 기획과제 중 하나인 ‘유연한 리튬전지’는 의학적 사용은 물론 휴대가능하며 마음대로 접을 수 있는 전자기기 개발에 필수요소이다]
2010.04.14
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문화기술대학원 임창영 교수, 홍조근정훈장 수상
문화기술대학원 임창영 교수가 지난 2일 인천 송도컨벤시아 프리미어볼룸에서 열린 제11회 대한민국디자인진흥대회 DESIGN KOREA2009에서 홍조근정훈장을 수상했다.
임 교수는 국내 최초 컴퓨터를 활용한 디자인을 연구, 교육하며, 교수 및 전문가를 양성하고 디지털디자인을 학교와 기업, 사회적으로 확산시켰다.
특히 디지털 디자인은 벤처기업의 기술개발-디자인-특허-생산과정에 디자인지원과 협업을 통한 디자인 마인드의 토대를 마련하게 된 계기가 됐다.
또한, 디자인을 지식재산권으로 보호하기 위한 제도개선, 새로운 보호분야(화상디자인등)를 신설하고 대학생에게 디자인권의 가치를 인식, 확산시키는데 기여했다.
2009.12.03
조회수 14374
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경영대학 코리아타임스에서 크게 보도
우리학교 서울캠퍼스에 자리한 경영대학이 국내 영어일간지인 THE KOREA TIMES에 크게 보도됐다.
2009년 11월 26일자 신문 12면의 절반을 할애해 소개한 이 기사는 지난 7월 1일자로 경영대 학장에 취임한 라비 쿠마르 학장(전 미국 남가주대학 경영대 교수) 인터뷰와 경영대에 대한 소개글을 다뤘다.
관련기사는 코리아타이스 홈페이지에서 확인할 수 있다. 아래 기사보기 연결
http://www.koreatimes.co.kr/www/news/special/2009/11/181_56168.html
2009.11.26
조회수 10909
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톰슨칼럼 Teachers` advice and writing in the real world
우리학교 메리 캐서린 톰슨(건설및환경공학과) 교수가
국내 영어일간지 The Korea Herald 2009년 09월 18일자에
"Teachers` advice and writing in the real world"란 제목의 칼럼을 기재했다.
제목 [M.K.THOMPSON] Teachers` advice and writing in the real world
신문 The Korea Herald
일시 2009/09/18
칼럼보기
http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=001&oid=044&aid=0000085378&
2009.09.18
조회수 9412
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2012 국제 자성학회 학술대회 국내유치 확정
- 물리학과 신성철 석좌교수 학술대회 의장 맡아
- 2012년 7월 부산 벡스코에서 개최예정, 자성학 분야 전문가 2천여명 한자리에
독일 칼스루에(Karlsrue)에서 개최중인 제18회 ‘2009 국제 자성학회 학술대회’에서 선정위원 만장일치로 대한민국이 2012년 차기 학회 개최지로 30일 최종 결정됐다.
제19회 ‘2012 국제 자성학회 학술대회’는 KAIST 신성철 석좌교수(57세, 물리학과)가 학술대회 의장을 맡았으며, 한국자기학회(회장 신성철)와 한국물리학회(회장 이영백)가 공동 주최하여 2012년 7월 8일부터 13일까지 5박6일 동안 부산 벡스코에서 개최된다.
국제자성학회 학술대회(The International Conference on Magnetism, 이하 ICM)는 10개 세션에서 총 2200편의 논문이 발표된다. 2012년 차기 학회에서 발표되는 논문들은 한국의 대표적인 SCI 저널인 한국물리학회지(Journal of Korea Physical Society, JKPS)에 게재될 예정이다. 또한 본 회의 개최 전후로 개최국 또는 인접국가에서 각각 500명 이상이 참가하는 6-7개의 연관분야 위성학술회의(satellite conference)가 동반 개최되므로 우리나라는 자성분야의 세계적인 거점으로 자성학 관련 분야의 학계 및 산업계의 주목을 받게 된다.
우리나라는 차기대회 개최지 중 가장 유력한 후보국가로 선정위원들의 적극적인 지지를 받았으며, 특히 국내 자성학 분야의 세계적 위상이 차기 대회 유치에 결정적 역할을 한 것으로 알려졌다. 그동안 대회 유치에 힘써 온 KAIST 신성철 석좌교수((사) 한국자기학회 회장)는 “자성학 분야의 노벨상 수상자를 위시한 세계적인 석학들이 한 자리에 모이게 될 2012년 ICM은 국내 자성학 연구의 세계적 수준을 국내외에 알림으로써 국제적 위상을 높이고 관련 산업분야 발전에 새로운 도약의 기회가 될 것”이라고 말했다.
ICM은 자성분야에서 세계 최대 규모, 최고 위상을 가진 행사로서 국제 순수 및 응용물리학 연맹(International Union of Pure and Applied Physics, IUPAP)이 주관한다. 1958년 프랑스에서 첫번째 행사가 열린 이래, 3년마다 한 번씩 세계를 순회 개최되고 있으며, 아시아에서는 일본만이 1982, 2006년에 유일하게 이 대회를 유치한 바 있다.
2009.07.30
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KAIST, 지오센트리퓨지 실험센터 준공
우리학교는 지반 구조물 축소 모형을 통해 지진이나 제방 붕괴 등 자연 재해를 연구할 수 있는 대형 건설공학 실험시설인 ‘KOCED 지오센트리퓨지(Geo-Centrifuge) 실험센터’를 완공하고, 오는 9일(목) 오전 11시 이재춘 한국건설교통기술평가원장, 서남표 KAIST 총장 등이 참석한 가운데 준공식을 갖는다.
총 84억 원의 예산을 들여 연면적 3,328.21m2(1,007평)에 지하 1층 지상 5층 규모로 지어진 이 실험센터는 최첨단 실험시설을 갖춘 지반공학 분야의 대표적인 모형실험시설로 대학과 연구기관, 기업이 초고속 정보통신망을 통해 교육, 연구, 사회기반 시설물 설계 등에 활용된다.
이 실험센터는 지오센트리퓨지(원심모형시험기) 실험실, 모델제작실, 공작실, 지반공학실험실 및 시료보관실 등이 있는 ‘실험동’과 제어실, 화상회의실, 전자도서관 및 연구실 등이 있는 ‘연구동’으로 구성되었으며, KOCED 지오센트리퓨지 실험센터 외에도 KAIST의 미래도시연구소가 함께 들어서게 된다. 연구동에는 연구자들을 위한 각종 편의시설과 원거리의 연구자들도 실험에 직접 참여할 수 있는 화상회의 및 원격모니터링 시스템이 설치되었다. 또한, 회전반경 5.0m, 최대가속도 130g(중력가속도의 130배), 최대 상재하중 2,400kg의 "지오센트리퓨지", 실험 중 지진을 모사할 수 있는 2방향 진동대, 건설공사 과정을 원격으로 모사할 수 있는 로봇 등 세계 최고 수준의 첨단 실험 기자재가 설치되었다.
지오센트리퓨지 실험은 댐, 사면과 같은 대형 지반구조물을 축소 모형으로 제작, 고속 회전시 발생하는 원심력을 이용하여 실제 자연현상과 유사한 형태의 거동을 모사하는 실험이다. 이 실험은 실제 지반구조물의 거동을 저렴한 비용으로 간단하고 신속하게 모사할 수 있는 장점이 있어 내진 안정성 평가, 연약 지반의 움직임, 사면 안정 해석 등 대부분의 지반공학 연구에 널리 활용된다. 지난 2005년 허리케인 카트리나에 의한 미국 뉴올리언스 지역의 제방 붕괴 과정도 이 모사 실험을 통해 원인을 규명했다.
김동수(金東洙, 48) 센터장은 “지금까지 인프라 부족으로 수행하지 못했던 다양한 실험과 연구가 가능하게 되어 대형 사회기반시설물의 설계 및 시공에 활발한 연구가 이뤄질 것이다.”라며, “외국 기술에 의존해 왔던 지오센트리퓨지 등 대형장비를 활용한 건설 연구를 국내에서 수행하여 첨단 건설기술을 개발하면 해외건설시장에서 국제 경쟁력을 한층 더 높일 수 있을 것이다.”고 말했다.
이 실험 센터는 범 국가 차원의 건설연구 인프라 구축을 위해 국토해양부가 추진하고 있는 분산공유형 건설연구인프라구축 사업(KOCED, Korea Construction Engineering Development Collaboratory Program)의 일환으로 건립되었으며, 금년 중 전국에 총 5개의 유사 실험시설이 준공될 예정이다.
* 지오센트리퓨지(원심모형시험기, Geotechnical Centrifuge,
Geocentrifuge) 장비 설명댐, 제방, 기초와 같은 대형 구조물의 성능(예: 재해에 대한 안정성 등)을 검증하고자 할 경우, 실제 크기의 구조물에 대한 실험적 검증이 가장 정확한 방법이나, 건설 구조물의 특성 상 규모와 경제성 등으로 인하여 불가능하다. 이를 보완하기 위해 소형의 축소 모형을 제작하여 모사할 수 있으나, 흙의 재료적 특성 상 규모가 작아질 경우 흙에 가해지는 압력이 작아지므로 거동 특성이 달라진다. 원심모형실험은 축소된 지반구조물 모형을 고속으로 회전시킬 때 발생하는 원심력(중력가속도의 N배, N은 축소 모형의 축척)을 이용, 축소 모형 내 작용하는 깊이에 따른 흙의 압력을 인위적으로 증가시킴으로써 현장의 실대형 구조물과 같은 상태를 재현할 수 있으며, 이렇게 현장 상태와 유사한 축소 모형 실험은 대형 지반구조물을 보다 경제적으로 정밀한 성능 검증을 가능하게 한다.
또한, 구조물의 파괴 거동을 재현하여 직접 눈으로 확인할 수 있으므로, 지반구조물의 성능 검증, 파괴 원인 규명, 보강 대책 연구 등에 손쉽게 활용될 수 있으며, 특히 홍수 시 제방의 붕괴 안정성 검토, 지진 시 구조물의 안정성 검토와 같은 방재 분야에 널리 활용되고 있다.
미국 뉴올리언스 지역의 2005년 제방 붕괴를 원심모형실험을 통하여 재현, 원인을 규명한 바 있으며, 국내의 경우에는 2009년 개통 예정인 인천대교의 교각 보호를 위한 충돌방지공의 설계 및 성능 검증을 위하여 원심모형실험을 이용한 바 있다.
‘지오센트리퓨지’는 구입가가 350만 달러(한화 48억 원)에 달하는 고가의 장비다.
2009.04.09
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박태관 교수, 나노연구혁신대상 수상
생명과학과 박태관(朴泰寬, 49) 교수가 지난 8월 30일 개막한 "NANO KOREA 2006 심포지엄"에서 나노연구혁신 대상(과학기술부 장관상)을 수상했다.
이 상은 Nanotechnology 분야에서 우수한 연구 성과를 발표하는 연구자에게 수여하는 것으로 朴 교수는 나노생체재료를 이용한 NT/BT의 융합기술로 조직공학, 약물전달, 유전자 치료 분야의 혁신적인 연구 성과로 최고의 영예인 대상을 수상했다.
2006.09.05
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